时空日报 | Nature:人类大脑发育过程中时间上不同的三维多组学动态

大家好,欢迎观看《时空日报》第314期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计2篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的Genpilot模块生成的文章概要,并辅以人工审核,供了解参考。

1、人类大脑发育过程中时间上不同的三维多组学动态

Temporally distinct 3D multi-omic dynamics in the developing human brain

Nature;  IF: 50.500; DOI: 10.1038/s41586-024-08030-7

内容概要:

① 研究人员发现人类的海马体与前额叶皮层在学习与认知过程中起着核心作用,然而,这两个区域在发育过程中的动态分子特性仍然是个未解之谜。为了深入探究,他们采用了一项新技术——单核甲基化3C测序(snm3C-seq3),该技术生成了超过53,000个单细胞核的染色质构象与DNA甲基化联合特征图谱。通过这些数据,研究人员分析了海马体与前额叶皮层发育过程中的表观基因组及三维染色质构象的重组情况。他们的分析结果显示,DNA甲基化的重塑过程与染色质构象的动态变化在时间上呈现出明显的分离。

② 此外,研究人员还结合了单细胞特征图谱绘制与多模态单分子成像技术,进一步揭示了染色质互作的特点。他们发现,短距离的染色质互作在神经元细胞中较为丰富,而长距离的互作则更多地出现在胶质细胞和非脑组织中。基于这些发现,他们重建了细胞类型发育与分化的调控程序,并在这个过程中,他们意外地发现了与染色质环连接、细胞类型特异性调控区域高度重叠的精神分裂症潜在因果常见变异。

③ 这项研究不仅为探索大脑发育过程中的基因调控动态提供了丰富的多模态数据资源,而且有力地证明了单细胞三维多组学方法在剖析神经精神疾病风险位点方面的巨大潜力。

生长发育:海马体与前额叶皮层,单核甲基化3C测序,染色质构象,DNA甲基化的重塑,染色质互作,单细胞三维多组学;  Heffel MG, Zhou J, Zhang Y, et al. ; Department of Human Genetics, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, USA.

2、单细胞转录组学揭示皮肤常驻细胞群异常,并确定成纤维细胞为酒糟鼻的决定性因素

Single-cell transcriptomics reveals aberrant skin-resident cell populations and identifies fibroblasts as a determinant in rosacea

Nature Communications; IF: 14.700; DOI: 10.1038/s41467-024-52946-7

内容概要:

① 酒糟鼻,作为一种慢性炎症性皮肤病,长期以来其背后的细胞和分子机制一直是个未解之谜。为了深入了解这一疾病,研究人员开展了相关研究,成功构建了女性酒糟鼻患者与健康个体面部皮肤的单细胞图谱。在详细分析这些图谱时,他们发现了一个特殊的角质形成细胞亚群,这个亚群的特征是IFNγ介导的屏障功能受损,且这种特征在酒糟鼻病灶中尤为显著。

② 进一步的研究表明,丘疹脓疱型酒糟鼻患者的皮肤中,多种细胞类型发生了显著变化。其中,促炎成纤维细胞、施万细胞、内皮细胞和巨噬细胞/树突状细胞的数量明显增加。此外,1型和17型T细胞以及皮肤常驻记忆T细胞的频率也有所上升。与此同时,血管壁细胞在酒糟鼻中也表现出异常,包括炎症途径的激活和肌肉收缩功能的受损。

③ 最引人注目的是,研究人员发现成纤维细胞在酒糟鼻的发病过程中起着核心作用。它们是产生促炎和血管扩张信号的主要细胞类型。为了验证这一点,研究团队进行了实验,通过消耗成纤维细胞或敲低在成纤维细胞中特异性上调的基因PTGDS,成功阻断了小鼠酒糟鼻的发展。这一发现不仅为理解皮肤常驻细胞群的异常变化提供了全面视角,也进一步证实了成纤维细胞在酒糟鼻发展中的关键作用。

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